Ecológica do Morro Estevão e Albino (CEMEA), fundada em 2000, com objetivo de servir também de instrumento de gerenciamento da APA. Entre seus líderes, destaca-se Valdete Dagostin Gomes e Ricardo Zanette. Atualmente fazem parte desse movimento: a ONG Sócios da Natureza, o CEMEA e os movimentos de agricultores de Içara, de Treviso e da localidade de São Roque de Criciúma.
Outras entidades ambientais atuaram na região protestando contra a poluição do carvão, como por exemplo, a Fundação Universitária Bering Fróes sediado em Içara atuante entre os anos de 1988 até 1991, a APACRI que entre os anos de 1980 e 1983, e mais tarde no final da década de 1990, o CEIPAC, que também participou na luta contra o carvão. (SANTOS, 2008, p. 90 a 97)
Santos (2008), a partir de seus estudos, considera que as poucas mudanças ocorridas até o momento na região carbonífera são frutos da pressão exercida pelo movimento ambientalista como um todo. Essa pouca expressividade revela a força dos empresários ligados à atividade, resultando em poucas vitórias em prol do meio ambiente da região sul de Santa Catarina.
Embora o espaço material aparentemente não se modifique com as manifestações sociais, o trabalho de conscientização das comunidades é relevante, pois muitas vezes populações sofrem as conseqüências da degradação sem ter conhecimento, tirando-lhes o direto de opinar e lutar pelos seus direitos. A alienação é também parte que alimenta o próprio sistema geopolítico e econômico e que garante sua manutenção. Esses pequenos grupos têm um importante papel na medida em que manifestam descontentamentos de uma parcela da população e exercem uma pressão política. Seus reflexos podem ser percebidos através de criações de leis, decretos, e normas preservacionistas e denúncias na Polícia Militar, Ministério Público e órgãos de fiscalização em geral.
1.2 CARACTERIZAÇÃO FÍSICA DA BACIA CARBONÍFERA
1.2.1 A geologia do carvão mineral, hulha ou carvão de pedra O carvão mineral é uma das formas pela qual o elemento carbono ocorre na natureza. Os cientistas o definem como recurso energético, combustível fóssil ou ainda rocha sedimentar
combustível, não sendo considerado um mineral no sentido estrito da palavra. O carvão de pedra faz parte do rol dos combustíveis minerais junto com os folhelhos betuminosos e os petróleos ou betumes.
Carvão é o nome genérico que pode ser utilizado para designar as diferentes etapas de evolução geológica típicas deste combustível8 relacionada com o tempo que matéria vegetal fica submetida à pressão e temperatura em profundidade, e conseqüentemente variando o seu grau de carbonificação e de teor de oxigênio: Turfa, Linhito, Carvão Sub-betuminoso (hulha), Carvão Betuminoso e Antracito.
Sua qualidade é determinada pelo conteúdo de carbono que varia de acordo com o tipo e o estágio dos componentes orgânicos, e quanto maior o teor de carbono, maior também é o poder energético (Figura 4). A turfa, de baixo conteúdo carbonífero, constitui um dos primeiros estágios do carvão, tem teor de carbono na ordem de 45% e o seu valor calorífico fica na faixa de 1.500 a 2.000; o linhito apresenta um índice que varia de 60% a 75% de teor de carbono e valor calorífico e torno de 2.000 a 7.000; o carvão betuminoso (ou hulha), mais utilizado como combustível, contém cerca de 75% a 85% e valor calorífico entre 7.000 e 8.500; e o antracito, que apresenta um conteúdo carbonífero superior a 90% e valor calorífico entre 8.500 e 9.000 (CANO, 2009, p. 51). O grafite de origem metamórfica é carbono puro.
O carvão produzido no estado de SC é da categoria carvão betuminoso ou hulha, e dentro dessa categoria se apresenta com dois subtipos: metalúrgico (coqueificável) e o energético (ou carvão vapor).
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Figura 4 – Composição química dos carvões minerais
Fonte: Elaborado por DNPM/DIDEM apud CANO, 2009, p. 51.
De acordo com Gomes et al. (2003), carvões se formam a partir do soterramento continuado de vegetais superiores e de resíduos vegetais terrestres (troncos, galhos, arbustos, folhas, sementes, polens, celulose) cuja deposição, ao longo do tempo geológico (milhões de anos), sofreu diagênese e compactação na bacia sedimentar, transformações devidas a pressões e temperaturas, concentrando carbono e hidrogênio sob a forma de rochas estratificadas. Após milhões de anos os depósitos carbonosos podem aflorar à superfície ou situarem-se a profundidades médias (100–200 m) e elevadas (300–600 m)9. (GOMES et al, 2003, p. 595)
O carvão é constituído de material combustível e não combustível. A parte combustível é o teor de carbono residual, resultante da subtração da parte não combustível. A fração do
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A principal distinção entre os petróleos, os folhelhos betuminosos e os carvões deve-se à origem: os primeiros são combustíveis formados a partir de organismos inferiores, sobretudo aquáticos (plâncton) cuja matéria orgânica com alto teor em gordura e proteínas sofreu a betuminização; enquanto os chamados carvões húmicos são constituídos essencialmente por vegetais terrestres superiores, com alto teor de hidratos de carbono (Fig. XI.15). Os folhelhos betuminosos são rochas sólidas com teor de carbono inferior ao dos carvões e ricas em argilas (GOMES et al, 2003,p. 595)
material não combustível é constituída por umidade (parte de água contida no carvão), cinzas (material mineral, que será o resíduo sólido de uma combustão do carvão, sendo as mais comuns os argilominerais, carbonatos, sulfetos, quartzo e outros silicatos) e materiais voláteis (DNPM, 2000, p.24-25). A aparência lamelar do carvão deve-se aos seus constituintes individuais elementares microscópicos chamados de macerais10.
O carvão também pode ser analisado do ponto de vista elementar. Os elementos que constituem o carvão são principalmente carbono e hidrogênio. Seus outros componentes são enxofre, nitrogênio, oxigênio e halogênios.
O “grade” do carvão é dado pelo teor da matéria mineral (cinzas): um baixo grade significa que o carvão possui um alto percentual de cinzas misturado à matéria carbonosa, e conseqüentemente empobrecendo sua qualidade. Os teores de cinzas e enxofre fornecem elementos para a construção gráfica das curvas de lavabilidade do carvão. Já o “rank” é a medida do grau de maturidade ou diagênese a que foi submetido o carvão durante sua evolução na série natural de linhitos a antracitos. Os principais parâmetros para sua avaliação envolvem: umidade de equilíbrio, poder calorífero, matéria volátil, carbono fixo total, teor de hidrogênio e refletância das vitrinitas. (Müller, 1987, p.12).
O carvão ainda pode ser classificado quanto à origem: o carvão é dito húmico quando formado a partir de vegetais superiores de natureza continental ou paludal; ou sapropélico se relacionado a algas marinhas (Müller, 1987, p.11). Os conhecimentos petrográficos acumulados sobre o carvão brasileiro os identificam como carvões húmicos.
1.2.2 O carvão brasileiro
Os carvões húmicos brasileiros são de idade Permiana (280 milhões de anos) e se formaram da biomassa de florestas e
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Os macerais são os constituintes orgânicos, essencialmente de origem botânica, dos carvões, e encontram-se separados em três grupos: o grupo da vitrinita, o grupo da inertinita e o grupo da exinita – liptinita. A diferenciação dos diferentes grupos de macerais é feita através do microscópio de reflexão e tem em consideração propriedades, tais como: a cor, a forma, o relevo, a dureza e principalmente, a refletividade.
arbustos em um ambiente costeiro formado por deltas e lagunas em clima sazonal e temperado (GOMES et al, 2003,p. 585).
No Permiano (290–250 Ma) um clima mais quente resultou em florestas de pteridófitas submetidas a freqüentes inundações das turfeiras pelo mar, em ciclos de tempestades que causavam arrombamento nas barreiras arenosas, promoviam a destruição das proto-camadas de carvão e a deposição de areias, siltes e argilas, mesclando matéria inorgânica com matéria carbonosa. Estas freqüentes intercalações formaram, após diagênese, os carvões da Bacia do Paraná. Algumas destas camadas de carvão melhoraram no “rank” devido à influência térmica de lavas basálticas sobre o carvão formado, no Atlantiano (140–65 Ma), por ocasião da abertura do Oceano Atlântico. (GOMES et al, 2003,p. 579)
O carvão brasileiro se formou em período inter e pós- glacial, acumulado em bacia de relativa estabilidade: a Bacia do Paraná. Segundo Castro (1994, p. 11), a Bacia do Paraná é uma extensa bacia do tipo intracratônica desenvolvida sobre a crosta continental do então continente Gondwana e preenchida por rochas sedimentares e vulcânicas, cujas idades variam entre o Ordoviciano e o Cretáceo. Abrange uma área de aproximadamente 1.700.000 Km², dos quais 1.100.00 Km² em território brasileiro. Dois terços da porção brasileira são cobertos por derrames de lavas basálticas e riolíticas que podem atingir até 1.700m de espessura. A espessura máxima de rochas sedimentares e vulcânicas está no centro geométrico da bacia, em torno de 6.000m. Os limites atuais da bacia são de natureza erosiva.
De relativa estabilidade tectônica, a Bacia do Paraná está sujeita a movimentos epirogênicos11 de pequena amplitude. No seu formato geral, distribuído entre Brasil, Paraguai, Argentina e Uruguai, pode ser considerada como possuindo margem do tipo rampa, isto é, com pequenas declividades no sentido do fundo da bacia. A conseqüência é que os estratos sedimentares tendem a possuir pequenas espessuras em relação à sua distribuição em área, incluídas as camadas de carvão. A subsidência pouco pronunciada propicia camadas de carvão verticalmente heterogêneas, pouco espessas e com baixa concentração de matéria orgânica, comparativamente a outras bacias, particularmente às de regiões
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Epirogênese são movimentos de subida ou descida de grandes áreas da crosta por reajustamento isostático da área, de modo lento, por vezes seculares.
orogênicas do Hemisfério Norte, e também com outras jazidas em bacias gondwânicas na África Meridional, Austrália e Índia.
Os sedimentos da Bacia do Paraná não sofreram dobramentos regionais após sua deposição, sendo sua conformação atual essencialmente originada por falhamentos e dobramentos de pequeno porte associados, além de basculamentos de pequena amplitude que movimentaram rochas pré-gondwânicas durante e após a deposição de rochas sedimentares. (GOMES et al, 2003,p. 584-585)
A estratigrafia12 permite identificar as diversas camadas de rochas sedimentares e vulcânicas que forma a Bacia do Paraná, agrupadas para fins científicos em séries, grupos, formações, membros e fácieis. As principais camadas de carvão do Brasil Meridional ocorrem na Formação Rio Bonito (pertencente ao Grupo Guatá). Essa formação apresenta seu desenvolvimento mais completo em Santa Catarina.
Pode-se dizer que os carvões variam pelo “rank” num sentido geral crescente de sudoeste para nordeste, de Betuminoso de Alto Volátil C em Candiota-RS, até Betuminoso de Alto Volátil A (Sul-Catarinense). Localmente pode se encontrar carvões antracitosos, por efeito do aquecimento de intrusões básicas próximas, como na área do Montanhão, na Jazida Sul-Catarinense.
A maioria das jazidas acompanha linhas de afloramentos das camadas de carvão próximas à borda atual da Bacia Sedimentar do Paraná (GOMES et al, 2003,p. 579). Segundo Castro (1994, p.16), na época de formação do carvão, a Bacia do Paraná indica o predomínio de um mar epicontinental, e a atual faixa de afloramento de carvão corta irregularmente as antigas linhas de costa, mostrando regiões de mangues costeiros onde hoje ocorrem depósitos de carvão (Figura 5).
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Estratigrafia é a ciência que estuda a sucessão das camadas ou estratos que aparecem num corte geológico. Em outras palavras, é a história física da Terra.
Figura 5 - Localização das principais jazidas de carvão da Bacia do Paraná (RS, SC e PR)
GOMES ET AL, 2003, p.580
As camadas de carvão no Brasil caracterizam-se pela heterogeneidade na estrutura vertical e horizontal. Existem variações no perfil de cada camada, intercalando-se leitos mais ou menos ricos em matéria orgânica com outros de pouca ou nenhuma matéria orgânica (siltitos, argilitos). Estas variações também são marcantes de camada a camada, dentro da mesma jazida, e de
jazida para jazida. Outra generalização que pode ser feita é a que se refere ao conteúdo, quase sempre alto de matéria inorgânica em nossos carvões.
Parte das camadas de carvão de Santa Catarina são coqueificáveis13, porém com a suspensão da demanda por carvão metalúrgico, no início da década de noventa, não se produz mais a fração metalúrgica para a siderurgia nacional. Hoje as carboníferas catarinenses só produzem carvão da fração energética (CE – 4.500 kcal/kg) e pouco carvão industrial. No Rio Grande do Sul as minas produzem apenas carvão energético (CE – 3.100, CE – 3.300, CE – 4.200, CE – 4.500, CE – 4.700 e CE – 5.200 kcal/kg) existindo apenas uma jazida contendo carvão metalúrgico. As minas paranaenses produzem carvão energético (CE – 6.000 Kcal/kg) (GOMES et al, 2003, p. 596)
1.2.3 As bacias carboníferas de Santa Catarina
Em Santa Catarina podemos distinguir duas bacias carboníferas: a Bacia Carbonífera Sul-Catarinense e as bacias Carboníferas de menor importância, ambas na borda leste da Bacia Sedimentar do Paraná.
A Bacia Carbonífera Sul Catarinense é uma das mais importantes bacias do sul do país, pois ali se localiza o carvão coqueificável economicamente explorável, além do carvão energético, ou vapor, ambos classificados como carvões betuminosos. Situa-se em uma faixa alongada no sentido norte-sul com aproximadamente 100 Km de comprimento e 20 Km de largura, desde o município de Araranguá até além de Lauro Müller. As camadas de carvão mais importantes desta bacia se encontram na parte superior da Formação Rio Bonito, no Membro Siderópolis (Figura 6). Contudo, foram identificadas na região doze camadas de carvão distribuídas também pelos membros Paraguaçu e Triunfo, mas apenas duas têm importância econômica: Barro Branco e Bonito, e muito localmente, a Camada Irapuá tem sido objeto de lavra. A Camada Barro Branco possui espessuras médias nas áreas mineradas, em torno de 1,60 m. A Camada Bonito é mais espessa, porém tem uma qualidade inferior e tem
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Coque é subproduto do carvão transformado nas coquerias, é matéria prima para fabricação do aço e do ferro
sido lavrada em sub-superfície há apenas alguns anos, na parte norte da jazida.
Figura 6 - Coluna Estratigráfica da Bacia do Paraná, com destaque para a Formação Rio Bonito e os Membros Siderópolis, Paraguaçu e Triunfo.
Fonte: ABOARRAGE E LOPES, 1986 apud GOMES ET AL, 2003, p. 5.
Os recursos totais das jazidas catarinenses atingem 4.288 Mt, dos quais mais de 70% nas camadas Barro Branco (1.323 Mt) e Bonito (1.843 Mt). As coberturas vão de camadas aflorantes até mais de 800 m. O carvão da Camada Barro Branco é classificado
pelo “rank” como “Betuminoso de Alto Volátil A” e apresenta altos índices de capacidade de coqueificação e com rendimento de 30 a 35% sobre o carvão bruto (run-of-mine – ROM) (GOMES, 2003, p. 594).
Muitos fatores locais atuaram e foram determinantes para as variações encontradas, como por exemplo, o ingresso de águas marinhas nas turfeiras, por rompimento ou destruição das barreiras determinando altos teores de enxofre em muitas camadas. Algumas camadas e leitos de carvão foram depositados em planícies deltaicas ou aluviais, ou mesmo em leques aluviais, e são de importância secundária.
1.2.4 O Ciclo hidrológico: dos fatores climáticos às condicionantes hidrogeológicas
O clima do Estado de Santa Catarina é classificado, segundo Nimer (1979 apud ANDRADE, 1999, p.1) como subtropical úmido com verões quentes e temperatura média anual de 20ºC, pluviometria anual de 1.500mm e boa distribuição de chuva no decorrer do ano. Por sua localização geográfica, é um dos estados da federação que apresenta melhor distribuição de precipitação pluviométrica durante o ano.
No sul de Santa Catarina, mais especificamente, onde se localiza a bacia carbonífera, o clima é bastante complexo, com microclimas bem mais numerosos e distintos do que as demais regiões do Estado, devido aos diversos sistemas que atuam no Sul do Brasil, somados à presença do oceano e uma escarpa com altitudes superiores a 1.000 metros a poucos quilômetros de distância do mar (MONTEIRO, 2007, p. 62).
Os sistemas atmosféricos que atuam na região sul do estado são: Massa Polar (mP) responsável pelas temperaturas baixas, Massa Tropical Continental (mTc) caracterizado como massa de ar quente e com baixo teor de umidade, e a Massa Tropical Atlântica (mTa), que também é uma massa de ar quente, porém mais úmida, por ser mais costeira (MONTEIRO, 2007, p. 47-48). Em relação aos tempos instáveis segundo Monteiro:
(...) ocorrem, de modo geral, associados com as frentes frias, os vórtices ciclônicos em altos níveis (VCAN), os cavados em baixos, médios e altos níveis atmosféricos,
as baixas de superfície, os complexos convectivos de meso-escala, a convecção tropical, a zona de convergência do Atlântico Sul (ZCAS) e os jatos em médios e altos níveis (MONTEIRO, 2007, p. 57).
A dinâmica atmosférica associada aos diversos sistemas que ocorrem no sul do Brasil pode ser modificada quando há interferências de fenômenos como o El Niño, a La Niña e os bloqueios atmosféricos. (MONTEIRO, 2007, p. 91). Segundo Hofmann (1975 apud ANDRADE, 1999, p.924) e Monteiro (2001 e 2007), as frentes frias são as principais causadoras das precipitações no Sul do Brasil. A precipitação total anual14 do estado de Santa Catarina, segundo observa Andrade (1999, p.925) aumenta de leste para oeste, com valores maiores na região centro- oeste e oeste do Estado. Na região sudeste do estado o valor da precipitação ao longo do ano apresenta uma maior homogeneidade de amplitude pluviométrica, e os valores médios anuais entre 1.350 e 1.450 mm (Figura 7).
Figura 7 - Média da precipitação anual (1957-1997) em Santa Catarina.
Fonte: ANDRADE, 1999, p. 926.
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A precipitação ocorre na forma de chuva, chuvisco, neve e granizo e, de modo geral, é originada através dos processos convectivos, orográficos e ciclônicos.
A maioria dos sistemas atmosféricos apresenta maior quantidade de precipitação no verão e no outono, com uma diferença muito pequena entre estas estações do ano. O inverno e a primavera se caracterizaram como estações menos chuvosas (Figura 8).
Nas áreas mais próximas às encostas de montanhas, as precipitações são mais abundantes e ocorre o ano inteiro. É a precipitação orográfica que decorre da associação entre o processo convectivo e o efeito do relevo que forçam a formação de nebulosidade convectiva nas proximidades das escarpas, determinando pancadas de chuva intensas. As nuvens tendem a se deslocar para nordeste/leste e levam consigo as chuvas que diminuem de intensidade, revelando que as escarpas da Serra Geral têm um papel essencial no aumento da quantidade de chuva (MONTEIRO, 2007, p.117).
Neste sentido, são observados índices maiores de precipitação nos municípios próximos à encosta da Serra Geral, quando comparados aos da zona costeira. Podemos citar como exemplo, as seguintes diferenças pluviométricas: a faixa litorânea entre Laguna e Araranguá apresenta, em alguns meses, uma porcentagem inferior, em torno de 50%, em relação aos municípios próximos à escarpa da serra (MONTEIRO, 2001, p. 70).
A presença de chuva bem distribuída durante o ano na região carbonífera é um fator importante, já que a poluição do carvão ocorre principalmente pela reação da pirita em presença de oxigênio e água. As obras de controle e recuperação ambiental da região devem ser dimensionadas de acordo com o volume conhecido de chuvas.
Figura 8 - Distribuição das chuvas correspondente a região sudeste de Santa Catarina. No eixo Y (precipitação total mensal em mm); no eixo X (meses).
Fonte: ANDRADE, 1999, p. 927.
Em relação à morfologia, o sul do estado apresenta os quatro domínios morfológicos do estado de Santa Catarina vinculados essencialmente a grandes províncias geológicas:
o litoral, abrangendo formas de modelo continental-marinho;
o embasamento cristalino exposto um pouco mais ao norte da região, representado por terrenos arqueanos proterozóicos e paleozóicos situado no bordo oriental da Bacia do Paraná, no qual antigas estruturas orogênicas estabilizadas exibem feições derivadas de sucessivos períodos de denudação, basculamentos e falhamentos;
a cobertura sedimentar de plataforma, constituída de feições do tipo platôs, cuestas e formas tabulares esculpidas sobre as rochas da seqüência gonduânica inferior por processos de desnudação periférica;
e o capeamento, ou planalto basáltico arenítico, envolvendo os arenitos eólicos da Formação Botucatu e as eruptivas da Formação Serra Geral, sobre as quais se desenvolveu um relevo planáltico cujos limites orientais escarpados e fortemente dissecados por drenagem, que constituem a Serra Geral.
A bacia carbonífera pertence a três Bacias Hidrográficas: rio Araranguá, Tubarão e Urussanga (Figura 9), e as mesmas pertencem ao sistema de drenagem da vertente do atlântico. O regime fluviométrico acompanha o regime pluviométrico, ou seja, as descargas médias mensais mais elevadas ocorrem nos meses de outubro a abril, de acordo com a variação sazonal da pluviometria. Apesar de os maiores valores de vazões máximas médias mensais também ocorrerem no período da primavera e verão, em todos os meses se observam valores absolutos extremos. Assim, pode-se observar que há risco de enchente em todos os meses do ano (KREBS, 2004, p. 65).
Em relação aos sistemas aqüíferos da região, as rochas vulcânicas basálticas da Formação Serra Geral presentes na região da bacia carbonífera apresentam aqüíferos do tipo fraturados, enquanto as rochas sedimentares e sedimentos quaternários constituem os aqüíferos porosos. Os depósitos arenosos costeiros correspondem a uma área de descarga das águas subterrâneas que fluem da encosta do planalto em direção ao mar (KREBS, 2004, p.106).
De acordo com os estudos desenvolvidos por Krebs (2004) foi identificado nove sistemas aqüíferos na região da Bacia